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Medizin

Neue Technik für mikroskopische Aufnahmen im lebenden Organismus

Montag, 29. April 2019

Das auf das Kopplungsobjektiv montierte Endoskopieobjektiv. /FAU, Sebastian Schürmann

Erlangen/Nürnberg – Eine neue Technologie für mikroskopische Aufnahmen im lebenden Organismus haben Ärzte und Physiker der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürn­berg (FAU) entwickelt. Ihre Ergebnisse sind im Fachjournal Advanced Science ver­öffentlicht (2019; doi: 10.1002/advs.201801735). 

Zur Diagnose von Erkrankungen ist es häufig notwendig, Gewebeproben unter dem Mi­kros­kop zu beurteilen. Dafür müssen diese Proben beispielsweise bei Darmspiegelungen entnommen und mit Kontrastmitteln gefärbt werden, um die Gewebestrukturen gut ge­gen­einander abgrenzen zu können. Die Wissenschaftler haben jetzt eine spezielle Mikros­kopietechnik so weit miniaturisiert, dass sie endoskopisch eingesetzt werden kann.

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Die Forscher setzten bei ihrer Arbeit auf die Multiphotonen-Mikroskopie. „Ein Multiphoto­nen-Mikroskop sendet fokussierte Laserpulse sehr hoher Intensitäten für extrem kurze Zeiten aus“, erläuterte Oliver Friedrich vom Lehrstuhl für Medizinische Biotechnologie der FAU.

Dabei interagieren zwei oder mehr Lichtteilchen gleichzeitig mit bestimmten körper­eige­nen Molekülen, die dadurch zum Leuchten gebracht werden können. Für Darstellungen von Bindegewebsbestandteilen oder Zellen müssen daher keine künstlichen Kontrast­mit­tel verabreicht werden, weil die von den Photonen angeregten körpereigenen Marker selbst leuchten. Ferner dringt der Multiphotonenlaser tief in Zellen – beispielsweise der Darmwand – ein und liefert hochaufgelöste dreidimensionale Aufnahmen von lebendem Gewebe.

Die Technologie ist bereits bekannt – Dermatologen beispielsweise nutzen sie für die Suche nach malignen Melanomen. Neu ist die Miniaturisierung: Den FAU-Forschern ist es gelungen, die gesamte Mikroskoptechnologie einschließlich eines Femtosekundenlasers in einem kompakten, transportablen Gerät unterzubringen.

Das Objektiv findet in einer Kanüle mit einer Länge von 32 Millimetern und einem Durch­messer von 1,4 Millimetern Platz. An der Spitze der Nadel befindet sich zudem ein Pris­ma, das einen Seitwärtsblick im Darm erlaubt – so sind von derselben Position aus Rota­tionsaufnahmen möglich. 

Die Multiphotonen-Mikroendoskopie ist laut den Forschern nicht nur für Darmunter­su­chungen interessant – sie kann grundsätzlich auch in anderen Bereichen des Körpers eingesetzt werden, etwa im Mund- und Rachenraum oder in der Blase. Aufwendige Färbeverfahren und zeitraubende Biopsien könnten damit seltener erforderlich werden. Bis zum Einsatz am Menschen sind laut den Forschern aber noch Feinarbeiten nötig. © hil/aerzteblatt.de

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